[发明专利]辐射环境中基于BBM模型下多波长EDFA噪声系数的测量方法

摘要

本发明公开了辐射环境中基于BBM模型下多波长EDFA噪声系数的测量方法，现有辐射环境中测试噪声系数需要测试较多参数，要求在每个剂量点都需要停止辐射，测量时间较长，无法得到准确的测试结果。本发明将BBM模型引入到辐射环境中，利用掺铒光纤放大器(EDFA)中增益与噪声系数的关系，得到掺铒光纤放大器在1540~1560nm波段上噪声系数随输入光信号功率变化的预测方程。本发明只需测量很少参数就可以实现对噪声系数随输入功率变化情况的预测，克服了时间受限的问题，避免了由于光纤的恢复作用所带来的测量误差即提高了测量的准确度。

主权项

辐射环境中基于BBM模型下多波长EDFA噪声系数的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将EDFA设置于辐射环境中进行辐射，当达到预设的目标剂量时辐射停止，进入步骤二；步骤二、将EDFA设置在无辐射环境下进行测量；a、向EDFA中输入参考波长为λ^ref的光信号，测得光信号的小信号增益G₀、小信号噪声系数F₀；改变光信号的功率，在光信号功率为P₁时，测得增益G₁、噪声系数F₁，在光信号功率为P₂时，测得增益G₂、噪声系数F₂；b、根据公式(1)、(2)、(3)、(4)分别得到第一待定系数α、参考波长为λ^ref时光信号的最大输出功率第二待定系数k₂(λ^ref)、第三待定系数k₁(λ^ref)；$\mathrm{\α}=\frac{\lg [\frac{G_0}{G_1}-1]-\lg [\frac{G_0}{G_2}-1]}{\lg \left(G_0{P}_1\right)-\lg \left(G_0{P}_2\right)};---\left(1\right)$$P_{\max }^{\mathrm{ref}}={10}^{[\lg \left(G_0{P}_1\right)-\frac{\lg [\frac{G_0}{G_1}-1]}{\mathrm{\α}}]};---\left(2\right)$$k_2\left({\mathrm{\λ}}^{\mathrm{ref}}\right)=\frac{1}{G_2^{\mathrm{dB}}-G_1^{\mathrm{dB}}}\ln \left(\frac{F_1-F_0}{F_2-F_0}\right);---\left(3\right)$$k_1\left({\mathrm{\λ}}^{\mathrm{ref}}\right)=(F_1-F_0)e^{k_2\left({\mathrm{\λ}}^{\mathrm{ref}}\right)(G_1^{\mathrm{dB}}-G_0^{\mathrm{dB}})};---\left(4\right)$其中，e为自然底数，为对数坐标下光信号的小信号增益，G₁^dB为对数坐标下P₁的增益，G₂^dB为对数坐标下P₂的增益；步骤三、向EDFA中输入波长为λ的光信号，该光信号经过EDFA后的最大输出功率为：根据EDFA中增益与噪声系数的关系，建立噪声系数随输入光功率变化的预测方程如式(6)，将P_max、α、k₂(λ^ref)、k₁(λ^ref)和BBM模型如式(5)带入到公式(6)，得到该波长光信号下EDFA噪声系数随输入功率的变化的预测方程为：${F=F}_0+k_1\left({\mathrm{\λ}}^{\mathrm{ref}}\right)e^{k_2\left({\mathrm{\λ}}^{\mathrm{ref}}\right)101g(1+{\left(\frac{G_0{P}_{\mathrm{in}}}{{\mathrm{\λ}}^{\mathrm{ref}}{P}_{\max }^{\mathrm{ref}}/\mathrm{\λ}}\right)}^{\mathrm{\α}})};$$G=\frac{G_0}{1+{\left(\frac{P_{\mathrm{in}}}{P_{\mathrm{sat}}}\right)}^{\mathrm{\α}}}=\frac{G_0}{1+{\left(\frac{G_0{P}_{\mathrm{in}}}{P_{\max }}\right)}^{\mathrm{\α}}};---\left(5\right)$$F=F_0+k_1\left({\mathrm{\λ}}^{\mathrm{ref}}\right)e^{k_2\left({\mathrm{\λ}}^{\mathrm{ref}}\right)(G_0^{\mathrm{dB}}-G^{\mathrm{dB}})};---\left(6\right)$其中，P_max为最大输出功率，P_in是波长为λ的光信号功率，P_sat为饱和输出功率，G为P_in对应的增益，G^dB为对数坐标下P_in对应的增益。